JPH0236862B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、天井裏を利用した空調設備に係り、
詳しくは、室外機も室内機と共にパツケージ化し
て天井裏空間に設置した空気熱源ヒートポンプユ
ニツトにより、建物との取合いよくかつ合理的に
空調を行なえるようにした空調設備に関する。

従来より天井裏空間を利用した空気調和方式が
種々提案され、天井裏内に水熱源また空気熱源の
空調機を収納する方式が採用されている。このう
ち、空気熱源空調機の場合には、室内機だけを天
井裏内に設置し、室外機はベランダや屋上等に設
置し、両者間を冷媒配管してヒートポンプを形成
する場合が多い。

しかし、建物によつては室外機を建物外側に設
置するスペースがなかつたり、また建物の美感上
好ましくなかつたりする場合がある。また、建物
外側に室外機の設置スペースが確保された場合に
あつても、室外機と天井裏室内機の間に冷媒ガス
配管工事を必要とし、この冷媒ガス配管用のパイ
プシヤフト等のスペースが必要となつたり、建物
外周部の梁に大きな開口（給排気用）を設けるこ
とを要したり、デフロスト装置を室外機に内蔵さ
せねばならなかつたりして、工事が繁雑化し、建
物との取合いや美感面で難点が生ずる場合が多か
つた。

これを回避するには室外機も天井裏内に収納す
ればよいが、通常の建物では天井部に外梁が存在
するので、外気の取入れや排気の処理に問題が生
じ建物との取合いと美感面でやはり難点が生ず
る。

本発明はこれの解決を目的とし、天井裏を利用
した空気熱源による新しい空調方式を開発したも
のである。すなわち、本発明は、第１〜３図に示
したように、天井部の外梁５０の下に建物内外を
連通させる開口５１を形成し、この開口５１から
天井裏空間５２に通ずる風道５３を設け、天井裏
空間５２内に設置された空気熱源ヒートポンプユ
ニツトＵの室外側とこの風道５３とをダクト接続
し、天井裏空間５２に室内空間５４との空気の連
通を行なわせるための空気通路５５を設けると共
にユニツトＵの室内側給気口３８と室内空間５４
との間で給気路を形成し、天井裏空間５２内に取
入れられた還気をユニツトＵで空気調和したあと
室内の適当な個所に給気するようにした空気熱源
による空調設備を提供するものである。ここで、
該空気熱源ヒートポンプユニツトＵは例えば第４
〜８図の実施例に示したような冷暖房運転と外気
冷房運転を行うことができるものを使用する。す
なわち、一つのケーシング１内を仕切板２によつ
て室外側空気通路Ａと室内側空気通路Ｂとに区分
し、室外側空気通路Ａに配置された室外側熱交換
器３と室内側空気通路Ｂに配置された室内側熱交
換器４とを冷媒配管してヒートポンプを形成し、
両通路ＡとＢとを連通する開口を設け、この開口
を通じて通路Ａの室外側空気の少なくとも一部を
通路Ｂの側に、また通路Ｂの室内側空気の少なく
とも一部を通路Ａの側に流入させるための切換え
ダンプ９を設けてなる冷暖房運転と外気冷房運転
が可能なパツケージ型空気熱源ヒートポンプユニ
ツトＵを使用する。そして、このユニツトＵを天
井裏空間５２の内部にすつぽり収納したうえ、こ
のユニツトＵの室内側給気口３８と天井面の任意
の位置に配置される吹出口６８とを給気ダクト６
７で天井裏空間内において接続する。

第１図において、風道５３は外梁５０の下面５
６と内面５７に沿つたフード５８を取付けること
によつて形成されている。開口５１は外梁５０の
下に横に長く延びて形成し、実際上は窓６０のあ
る個所において、第２図に示したように窓６０の
上枠一ぱいに形成すると外観上も良好である。こ
の場合、窓サツシと一体化することもできる。こ
の開口５１は外壁６１の中を内に向うほど高くな
つた傾斜路６２に通じており、この傾斜路６２の
下面にフード５８の１端が接続されている。フー
ド５８は外梁５０の下面５６に沿う水平部分と内
面５７に沿う垂直部分とからなり、上端は内面５
７に取着されている。フード５８の水平部分は、
ブライドボツクス６３の取付部材として利用する
ことができ、この水平部分は天井面６４の延長部
分であるような観を呈するのでインテリアとして
も良好である。このように形成した風道５３の中
には縦方向の仕切板を入れ、１方を外気取入通
路、他方を排気通路に使用し、外気ダクト６５と
排気ダクト６６を各々接続してこれらをユニツト
Ｕに連結する。このようにして、外梁５０の下に
形成された横方向に細長い開口５１，５１′から
外気の取入れと排気が建物との取合いをよく行な
われ、施工も極めて簡単である。

一方、天井裏空間５２内には天井面６４に設け
られた空気通路（吸込口）５５から室内空気（還
気）が取入れられ、この天井裏空間５２の空気を
ユニツトＵが吸込んでこれを空気調和し、給気ダ
クト６７，６７′によつて天井面の吹出口６８に
送り室内に吹出す（第３図）。すなわち、天井裏
空間５２自体を還気通路として利用すると共に、
給気はダクトによつて適切な個所に配設された吹
出口に供給する。

このようにして、室外機と室内機を一体化した
空気熱源ヒートポンプユニツトＵを天井裏に配置
した場合でも、建物との取合いよく空調ができ、
しかも完全個別空調ができる。

次に、本発明の空調設備に使用するに好適な空
気熱源ヒートポンプユニツトの例を第４〜１２図
に従つて説明する。このユニツトは冷暖房運転、
外気冷房運転、排熱回収運転などに切換え可能に
構成されているものである。

すなわち、本発明に従うこの天井隠蔽型空気熱
源ヒートポンプユニツトは、第４〜８図に示した
ように、一つのケーシング１内を仕切板２によつ
て室外側空気通路Ａと室内側空気通路Ｂとに区分
し、室外側空気通路Ａに配置された室外側熱交換
器３と室内側空気通路Ｂに配置された室内側熱交
換器４とを冷媒配置してヒートポンプを形成する
と共に両通路ＡとＢのフアン５と６を同軸駆動と
し、両通路ＡとＢとを連通する開口７を設けると
共に室外側空気通路Ａにおいて室外側熱交換器３
の迂回通路８を設け、室外側空気通路Ａにおける
空気流れを室外側熱交換器３を経る流路と迂回通
路８経て開口７から室内側空気通路Ｂに入る流路
とに切換えるダンパ９を設置した構成を有してい
る。なお、図において、１０はモーター、１１は
圧縮機であり、このモーター１０と圧縮機１１は
室内側空気通路Ｂの側に設置してある。

図の実施例において、横に延びた直方形のケー
シング１を垂直な仕切板２によつて長手方向に２
分（途中で折れ曲つている）して横方向に延びた
室外側空気通路Ａと室内側空気通路Ｂを設けた例
が示され、フアン５と６はこの仕切板２を挾んだ
フアンケース１２の１３の中にそれぞれ収められ
ている。そして、このフアンケース１２と１３の
下方に両通路ＡとＢを連通する開口７が設けられ
ている。

室外側と室内側の機器配置を以下に順を追つて
説明する。説明の便宜上、直方形のケーシングの
６面について、図示のように、上面をａ、下面を
ｂ、室外側の側面をｃ、室内側の側面をｄ、残り
の両端面をｅとｆと呼ぶことにする（第６〜８
図）。

室外側において、側面ｃには外気取入口１５が
端面ｅに近い方に設けられ、またこの側面ｃの端
面ｆに近い方には還気取入口１６が設けられてい
る。外気取入口１５は先述のように外気取入ダク
ト６５に接続され、還気取引口１６は開口したま
まであり、天井裏空間の空気を取入れるようにな
つている。

外気取入口１５は側面ｃの下方に設けられてい
てこの外気取入口１５より上の部分に平板１７
（第４図）が設けてある。この平板１７はほぼ水
平な板であり室外側空気通路Ａを上下に２分する
が、その長さは端面ｅからフアンケース１２の前
までであり、このフアンケース１２の前の平板１
７の端縁にダンパ９が回転可能に接続してある
（このダンパの詳細は後述する）。そして、この平
板１７と仕切板２との取付部分には隙間１８（第
６図）が設けてある。より詳しくは、仕切板２は
端面ｅに向うにつれて室外側の方に傾斜している
が、この傾斜している部分の仕切板２と平板１７
との間には隙間１８が設けてある。そして、この
平板１７の上には室外側熱交換器３が設置してあ
り、外気取入口１５から平板１７の下の空間（こ
れは迂回通路８でもある）に入つた外気が隙間１
８を経て平板１７の上に出てから室外側熱交換器
３を通過するようにしてある。なお、図には現わ
れていないが、この室外側熱交換器３の下部に
は、ドレンパンが設けてある。

ダンパ９は平板１７の端縁１９（第６図）に沿
つて設けられた水平軸２０の回りに回転するもの
で、第９〜１０図は第４〜８図に示した態様のダ
ンパ９を、また第１１〜１２図は別の態様のダン
パ９′を、それぞれ視角を変えて斜視的に示した
ものである。

第９〜１０図に示したダンパ９は、水平な回転
軸２０の回りに回転する翼２２と、回転軸２０の
１方の端部に回転可能に取付けられた扇形板２３
と、固定板２４とからなり、翼２２の扇形板２３
とは１体的に回転軸２０の回りに回転するように
なつている。すなわち、固定板２４に対して翼２
２と扇形板２３は１体となつて相対的に回転する
ものである。扇形板２３には孔２５があけてあ
り、扇形板２３の回転位置によつて、この孔がｃ
面の還気取入口１６に整合する開成位置と、扇形
体２３が還気取入口１６を塞ぐ閉成位置と、を選
択できるようにしてある。一方、この扇形板２３
と同時に回転する翼２２は、平板１７の下の空間
（迂回通路８）とフアンケーシング下の連通開口
７とを遮断したり連通させたりする。

第１１〜１２図に示した別の態様のダンパ９′
は、水平な回転軸２０の回りに、翼２２と扇形板
２３′が１体的に回転することは先述のダンパ９
と同様であるが、さらに、先述のダンパ９の固定
板２４に対応する翼２６も、翼２２および扇形板
２３′と共に１体的に回転するようにしたもので
ある。この場合、扇形板２３′は先述の扇形板２
３より小さくしてあり孔は設けてないが、この扇
形板２３が還気取入口１６から外れた位置にまで
回転したときに還気取入口１６が開き、還気取入
口１６を塞いでいう位置ではこれを閉成すること
になる。翼２２の機能は先述のダンパ９と同様で
あるが、これと共に翼２６が回転することによつ
て、第１図に見えるフアン吸込口２７と仕切板１
７の下の空間（迂回路８）を遮断したり連通させ
たりすることができるようにしたものである。ダ
ンパの回転位置と空気流れの関係については後述
する。これらのダンパ９または９′は図示しない
電磁コイルによつてその回転位置を選択的に切換
えられるようになつており、遠隔操作によつて運
転態様を自動的に選別できるようにしてある。し
かし場合によつては、このダンパの回転量な手動
で調節できるようにすることもできる。

室外側フアン５は室内側フアン６と同軸回転す
るものであるが、室外側フアン５の方が室内側フ
アン６よりも容量を大きくしてあり、同じ回転数
でも前者の方が大きな風量が得られるようにして
ある。この室外側フアン５の吸込口２７から吸込
まれた空気はｆ面に設けられた排気口２８から吐
出される。この排気口２８には排気ダクト６６が
接続される。

次に、室内側の機器配置について説明する。

第５図は室内側の斜視的に示したものである
が、この図に見られるように、水平方向の平板３
０の下方に吹出チヤンバー３１が設けてあり、こ
の平板３０の上に室内側熱交換器４が設置してあ
る。吹出チヤンバー３１には室内側フアンの吐出
口３２が開口している。室内側熱交換器４の下に
は図示しないがドレンパンが取付けられている。

先述のように、仕切板２はケーシング１のｅ面
に近づくほど室外側の方に傾斜していて室内側に
空間３４が作られており、この空間３４に圧縮機
１１並びに図示しないが四方弁その他の制御機を
収納してある。この空間３４は還機取入チヤンバ
ーでもあり、この空間３４のｅ面に面する側にフ
イルターボツクス３５が設置されていて、天井裏
内に導かれた室内空気（還気）がフイルターを経
て空間３４内に入り、室内側熱交換器４を通過し
たあと、室内側フアン６のフアン吸込口３６（第
５図）に吸込まれ、フアン吐出口３２から吹出チ
ヤンバー３１内に吐出される。この吹出チヤンバ
ー３１のｄ面に面する側に給気口３８，３８′が
設けられている。この給気口３８，３８′には給
気ダクト６７，６７′が接続され天井面に設けら
れた吹出口６８に給気を送気する。なお、ｄ面に
代えて、吹出チヤンバー３１のｂ面（底面）に面
する側に給気口を設け、その下の天井面から室内
に給気することもできる。

このようにして構成された本発明に従う天井隠
蔽型空気熱源ヒートポンプユニツトは、ダンパ９
の切換によつて、冷暖房運転と外気冷房運転が次
のようにして効果的に行なわれる。

まず冷暖房運転について説明すると、第６〜７
図の構造のダンパを使用した場合、第１図に示す
ような位置に設定する。すなわち、迂回通路８と
連通開口７とが翼２２によつて遮断されかつ還気
取入口１６が扇形板２３によつて閉塞されるよう
なダンパ位置に設定する。これによつて、室外側
空気通路Ａにおいて、外気取入口１５（ダクトに
よつて外気に通じている）から平板１７の下の空
間に入つた外気は、隙間１８から平板１７の上に
抜け、室外側熱交換器３を経たあと、室外側フア
ンの吸込口２７からフアン５内に入り、フアン吐
出口（排気口）２８からケーシング外に排出さ
れ、排気ダクト６６によつて建物外に出される。
他方、室内側空気通路Ｂにおいては、天井裏内の
還気（室内から導入された空気）がフイルターボ
ツクス３５を経てユニツト内の空間３４に入り、
室内側熱交換器４を通過した室内側フアン６の吸
込口３６に吸込まれ、吐出口３２から吹出チヤン
バー３１に吐出されたあと、給気口３８から給気
ダクト６７，６７′によつて吹出口６８に導かれ
る。なお、冷房運転時は室外側熱交換器３を凝縮
器、室内側熱交換器４を蒸発器として機能させ、
暖房運転時は四方弁により冷媒流れを切替えて、
その逆に機能させる。

また、この冷房もしくは暖房運転において、ダ
ンパ９を第４図の位置から若干時計回りの方向に
（第７図では反時計回りの方向に）回転させ、還
気取入口１６は扇形板２３で閉塞したままで、迂
回通路８と開口７とを連通させると、外気の全部
または１部は迂回通路８から開口７を経て室内側
に入り、室内フアンの吸込口３６に還気系統と共
に吸込まれ、新鮮な外気の混合した給気が得られ
る。

さらに、仕切板２のｅ面に近い位置にダンパ４
０（第６図）を設けておき、このダンパ４０を若
干開口し、ダンパ９を第４図の位置に設定して冷
暖房運転すると排熱回収が図れ、したがつてま
た、デフロスト装置が不要となる。

以上の冷暖房運転は第９〜１０図のダンパ９を
使用した例で説明したが、第１１〜１２図のダン
パ９′を使用した場合も全く同様の空気通路が形
成される。

次に、外気冷房運転について説明する。これは
冬期または中間期などにおいて、建物内発生熱な
どによつて外気温度より室内温度が高くなつてい
る場合などに適用される。この外気冷房運転（圧
縮機１１は停止状態）は第９〜１１図のダンパ９
と第１１〜１２図のダンパ９′とでは若干空気流
れが異なる場合がある。

まず、第９〜１０図のダンパ９を使用する場合
について述べると、還気取入口１６と扇形板２３
の孔２５が整合する位置にまでダンパ９を回転す
る（翼２２の扇形板２３を１体的に回転するが、
固定板２４は非回転）。この回転は、第４図では
時計回り、第７図では反時計回りに現われる。こ
れによつて、還気取入口１６は室外側に開口し、
天井裏内の空気は室外側フアンの吸込口２７に吸
込まれ、排気口２８から建物外に排出される。ま
た、翼２２が固定板２４の裏側にほぼ接する位置
まではね上げられることから、迂回通路８と開口
７が完全に連通する。これによつて、外気取入口
１５からの外気は、そのほぼ全量が室外側熱交換
器３を経ずして（この熱交換器が風の抵抗体とな
る）迂回通路８から開口７を経て室内側フアンの
吸込口３６に入り、吐出口チヤンバ３１を経て室
内に給気される。そのさい、フイルターボツクス
３５、室内側熱交換器４の経路の還気はこれらが
風の抵抗体となるためにほとんど流れない。した
がつて、両フアン５と６が同時回転しながら、外
気が給気として取入れられる。

第１１〜１２図のダンパ９′の場合は、やはり
第９〜１０図のダンパ９の場合と同様に一ぱいに
回転させ、扇形板２３′を還気取入口１６から外
れる位置にして還気取入口１６を開口すると共に
翼２２もはね上げるが、同時に翼２６も回転し、
この翼２６の下方に室外側フアンの吸込口２７が
現われることになる。これによつて、還気取入口
１６から入つた天井裏の空気（還気）は直接室外
側フアンの吸込口２７に入り、排気口２８からダ
クト６６を経て建物外に排出される。そのさい、
迂回通路８と開口７とは連通しているので、迂回
通路８から外気が開口７を経て室内側に入り、室
内側フアンの吸込口３６、吐出口３２、吹出チヤ
ンバー３１を経て室内に給気される。また、迂回
通路８と室外側フアンの吸込口２７とも連通する
ので、この外気の１部は排気口２８に向かうこと
になる。この吸込口２７に吸込まれる還気と外気
との割合は、ダンパ９′の回転角度の微調整によ
つて調節できる。なお、このダンパ９′を用いる
場合は、ダンパ９の場合よりも、還気取入口１６
の位置を高めた設定にしておくとよい。

このようにしてダンパ９または９′を用いるこ
とによつて、冷暖房運転の外気冷房運転または排
熱回収運転が簡単かつ効果的に選択でき、第１〜
３図に示した本発明の空調設備による空調が好適
に実施される。

以上のようにして本発明によれば、次のような
効果を奏する新しいビル空調が実現できる。

(1) 空気を熱源として各フロア毎の空調を図るに
も拘わらずビルの外観を損なうことがない。

(2) 各フロアにおいて間仕切り壁等の変更があつ
てもユニツトはそのままにして各部屋の個別空
調に柔軟に対応でき、また空調設備のために室
の改装仕様が影響されることもない。

(3) 外梁は天井面より通常は下方位置に存在する
ので開口５１から天井空間に通ずる風道５３は
上り勾配となり、したがつて雨水侵入によるト
ラブルが回避され、またこの風道５３は室内側
から見ても壁の一部としか見えず、インテリア
に影響を与えない。

(4) 外気を室内に取入れ、室内の空気の一部を排
気として外部に放出するという換気が図れると
同時に、外気冷房運転さらには排熱回収運転が
通常の冷暖房運転のほかに実施できるので、快
適環境を省エネルギー的に造り出すことができ
る。

(5) 冷暖房運転と外気冷房運転との切換えなダン
パー操作によつて簡単に行うことができ、しか
もユニツト内の通路ＡとＢとを連通する開口を
経る風量の調節によつて排気量や外気取入量と
制御も簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空調設備の略縦断面図、第２
図は第１図の建物外側面から見た外観図、第３図
は天井裏での機器配置を平面的に見た機器配置系
統図、第４図は本発明設備に使用するユニツトの
内部を示す斜視略図、第５図は第４図と同じく視
点を変えた斜視略図、第６図は同ユニツトの平面
図、第７図は同じく正面図、第８図は同じく右側
面図、第９図と第１０図はダンパの斜視図、第１
１図と第１２図はダンパの他の例を示した斜視図
である。 ５０……天井部の外梁、５１……開口、５２…
…天井裏空間、５３……風道、５４……室内空
間、５５……空気通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 天井部の外梁５０の下に建物内外を連通させ
   る開口５１を形成すると共にこの開口５１から天
   井裏空間５２に通ずる風道５３を設け、そして、
   天井裏空間５２と室内空間５４との空気の連通を
   行なわせるための空気通路５５を設けること、 一つのケーシング１内を仕切板２によつて室外
   側空気通路Ａと室内側空気通路Ｂとに区分し、室
   外側空気通路Ａに配置された室外側熱交換器３と
   室内側空気通路Ｂに配置された室内側熱交換器４
   とを冷媒配管してヒートポンプを形成し、両通路
   ＡとＢとを連通する開口を設け、この開口を通じ
   て通路Ａの室外側空気の少なくとも一部を通路Ｂ
   の側に、また通路Ｂの室内側空気の少なくとも一
   部を通路Ａの側に流入させるための切換えダンパ
   ９を設けてなる冷暖房運転と外気冷房運転が可能
   なパツケージ型空気熱源ヒートポンプユニツトＵ
   を、該天井裏空間５２の内部にすつぽり収納する
   こと、 前記の風道５３から天井裏内の該ユニツトＵの
   室外側にダクト接続し且つ該ユニツトＵの室内側
   給気口３８と天井面の吹出口６８との間を給気ダ
   クト６７で接続したこと、 を特徴とする天井裏利用の空調設備。